衡陽火車站位于衡陽市湘江東岸，是辦理客、貨運業(yè)務的特等站。車站中心里程為京廣線K1752+300，居原粵漢路中心，綰南北交通之樞紐，亦為湘桂線起點站。民國22～25年(1933～1936)興筑株韶段時，為預留他日擴建，一切設備均按一等標準修建，是當時全國第一流車站。該站是辦理客貨運輸和列車編組解體的綜合車站，行車設備、客運設備、貨運設備齊全。行車設備(線路)方面，1950年～1952年間，增鋪到發(fā)線7條、編組線13條、牽出線3條，形成南北兩個運轉場，1952年全國第一個電氣集中聯(lián)鎖設備在該站投入使用。

50年代末、60年代初，該站負責武昌、廣州、柳州三個方向的列車編解作業(yè)，并將兩個運轉場進行改造擴建。1970年后，因運量猛增，衡陽站的編解能力日益緊張，再行擴建又受到地形限制，在準備恢復衡陽至廣州的復線工程時，廣州鐵路局和鐵四院于1975年3月至1976年6月完成《衡陽樞紐總布置圖補充方案研究報告》，經鐵道部批準在茶山坳新建三級三場編組站——衡陽北站，并改造衡陽車站。1989年11月衡陽北站編組場投產后，僅留北場為地區(qū)車常客運設備方面，開站時，有一般候車室958.6平方米，貴賓候車室101.3平方米。1958年運量增幅較大，對客運設備陸續(xù)進行擴建。1958年建成第二、第三候車室，面積均為609.5平方米。1965年后相繼建起了旅客餐廳、行李房和第四候車室，面積達1733.3平方米。1987年南到發(fā)場改造為客站，編組場改造為客車整備場，擴建站臺雨棚3060平方米。1991年底，客運房屋總面積為6672平方米;站臺3座，計長1594延米;站臺雨棚3座，計9761平方米;地道2座，計長93.28延米。

貨運設備方面，共有3個貨場：下河線貨場，辦理水陸聯(lián)運和整車裝卸作業(yè);紅旗線貨場，辦理市內到發(fā)的整車業(yè)務;零擔貨場，辦理零擔貨物的到發(fā)和中轉業(yè)務。3個貨場共占地5.58萬平方米，有貨物裝卸線11條，有效長計2058延米;一次堆貨量6198噸，計158個貨位。